第一章 网络设备概述之计算机网络的体系结构

1.1.2计算机网络的体系结构

尽管计算机网络的发展经过了4个不同的过程、但是层次化的计算机网络体系结构这一思想一直得到了贯彻即将一个计算机网络分为若干层较高层次的系统只利用较低层次的系统提供的接口和功能．完全不需要了解低层实现该功能所采用的是什么算法和协议同时较低层次的系统也仅使用从高层系统传送来的参数这就是层次之间的透明ft。因为有I这种透明性，不同层次间的每个模块都可以用一个新的模块取代．只要新的模块与旧的模块具有相同的功能和接口即使它们使用的算法和协议不一样也没有关系。

网络中的计算机与计算机或者计算机与终端之间传送信8和数据．必须在数据传输的顺序、数据的格式及信急内容等多个方面有一些约定或规则，这些约定或规则统称协议。

网络协议主要有三个组成部分

• 语义。语义是对协议元素的含义进行的解释，不同类型的协议元素所规定的语义是不同的例如，需要发出何种控制信息、完成何种动作及得到引么样的响应等。

• 语法。语法就是将若干个协议元素和数据组合在一起用来表达一个完整的内容所应遵循的格式，也就是对信息的数据结构进行的一种规定。例如用户数据信息与控制信息的结构与格式等。

• 时序。时序是对事件实现顺序的详细说明。例如，在双方进行通信时发送点发出一个数据报文如果目标点正确收到，则向源点作出应答，报告接收正确；若接收到错误的信息，则要求源点重发一次。

由此可以看出，协议实质上是网络通信所使用的一种语言口网络协议对于计算机网络来说必不可少。不同结构的网络，不同厂家的网络产品所使用的协议也不一样，但都遵循相同的协议标准这样便于不同厂家的网络产品进行互联，这一点读者在掌握13节的相关内容后将会有一个较深人的了解。一个功能完善的计算机网络需要制订一套复杂的协议集，对于这种协议集最好的组织方式就是层次结构模型。通常将计算机网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构。

网络体系结构描述计算机网络应设置的层次并精确定义每层应提供的功能口至于到底如何实现功能，则不属于网络体系结构部分。也就是说，网络体系结构只是从功能上描述计算机网络的结构而不涉及每层硬件和软件的组成也不涉及这些硬件或软件的实现间题。由此看来，网络体系结构是抽象的。但是，学习网络互联设备必须首先了解网络的体系结构，因为网络互联设备的功能、结构以及应用到的协议都与它所在的层次有关。

世界上第一个网络体系结构是1974年由IBM公司提出的“系统网络体系结构SNA" 之后许多网络体系结构陆续提出。但它们都是属于厂家专用的它们的体系结构都带有明显的差异性口所有这些体系结构都采用了分层技术，但它们层次的划分、功能的分配及采用的实规技术均不相同口随着信急技术的发展，不同结构的计算机网络互联已成为人们迫切需要解决的问题。为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信，以便在更大范围内建立计算机网络有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准。在这个前提下提出了开放系统互联参考模型。

网络体系结构层次的划分遵循下列原则：

• 网络中各节点都有相同的层次相同的层次具有同样的功能

• 同一节点内相邻层之间通过接口通信

• 每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务。

• 不同节点的同等层按照协议实现对等层之问的通信

根据以上原则，国际标准化组织（International ()rganizotion for Siondardization , ISo）于1981年正式提出了一个网络系统结构―七层参考模型也就是开放系统互连模型 (Open System Inorreonnrctinn,OSI）这个标准模型的建立，推动了网络通信的发展。

0S1参考模型将整个网络通信的功能划分为7个层次如图Li所示。由低到高分别是物理层(Physical)数据链路层 (Onta Link),网络层（Nrtwork)，传输层（Tranoport)，会话层 (Srnsion）表示层(Prrtont),应用层(Application)每层完成一定的功能每层都直接为其上层提供服务并且所有层次都互相支持口第四层到第七层主要负责解决互操作隆，而第一层到第三层则用于创造两个网络设备问的物理连接，本书所介绍的互连设备一般工作在这三层。

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